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密码学入门6(维吉尼亚密码)
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维吉尼亚密码
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系列一是标准图表中的元素 系列二是L1中的元素
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Whenever sang my songs On the stage on my own Whenever said my words Wishing they would be heard I saw you smiling at me Was it real or just my fantasy You'd always be there in the corner Of this tiny little bar My last night here for you Same old songs just once more My last night here with you Maybe yes maybe no I kind of liked it you're your way How you shyly placed your eyes on me Oh did you ever know That I had mine on you Darling so there you are With that look on your face As if you're never hurt As if you're never down Shall I be the one for you Who pinches you softly but sure If frown is shown then I will know that you are no dreamer
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电脑统计频率
用169乘以各个字母的 标准百分比得到标准个数 A:14 N:11 B:3 O:13 C:5 P:3 D:7 Q:0 E:21 R:10 F:4 S:11 G:3 T:15 H:10 U:5 I:12 V:2 J:0 W:4 K:1 X:0 L:7 Y:3 M:4 Z:0
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现在来试一下,就用关键词FOREST来加密Better to do
well than to say well.
关键词 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T FOR 明文bettertodowellthantosaywell 密文GSKXWKYCUSOXQZKLSGYCJEQP
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如下面的密文:
I S W Z PN Q C K MYYYJ KAYYE Z F F S W E E S S PG Z X QAH F ISW ZPN QCK MTVYJ OACV EHAE SAZR LTPQI ZMXOT QSWMCVUDSIJGGDEUWAZRSFXWILKUEJQLDACB GD LYJ X MYLM D Q K Z M PLD I LQ E M W F S W D PAZ E Z Q N W DYWDZXFSAEEAZJDUELVPTMCEKWSEEFURZFSW D P XAC QAF K M X WAW V E Z F S D B G D LAY U Q X G D P E K W S EEFURZFSWDPOUEZKZMYLQNPQQDEMJTQYGUVA
解密结束
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技巧 1.A-E段,U-Z段以及O-T段的特征比较显著,可先从这些方面着手; 2. 如果一些字符串出现的频率较多,不妨猜猜,特别要注意 THE , -ING 等的 出现; 3. 要留意那些图表中没有出现的字母,很多时候也会是突破点,如 X 与Z的空 缺; 4.图表最好还是做一下,毕竟比较直观,好看.
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在里面重复序列有I S W Z P N Q C K M,B G D L,S E E F U R Z F S W D P, J G G C,L K U Q Q A F J Q Y W H P J,V F A H L T L L等; 如果每个重复间隔都能被3整除,关键词应该有三个字母。 下一步,仍旧是频率分析,不过,因为关键词有三个字母,我们应分为三组进行。 把第1, 4,7, 10,13...... 个字母分为一组,称之为L1,把第2,5,8,11, 14......个字母又分为一组,称之为L2,余下的归另一组,称之为L3。那么每一组 有169个字母。
KZ M I S G BTF O S E E J G G D G R E D K M M F D M D PAR Q JAH F
U D KTZ O Z E Z QYAITD X V FAH LTLLK Z M M C W Z Z V D PS YPJ
注:实在是太多了,所以颜色没有标完。
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如图所示
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如图所示
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维热纳尔密码既克服了频率分析,又具有数目众多的密钥。发送者和接收者 可使用字典里任一个单词,或单词组合,或虚构的词作为关键词。它提供了 很好的安全保障,但它的复杂性,却令其等到19世纪才流行起来。不过,也 是在19世纪,查尔斯· 巴比奇---一个性情古怪的天才将其破译了。下面让 我们来看看解密的过程。
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首先,破译的第一步就是寻找密文中出现超过一次的字母。有两种情况可能 导致这样的重复发生。最有可能的是明文中同样的字母序列使用密钥中同样 的字母加了密;另外还有一种较小的可能性是明文中两个不同的字母序列通 过密钥中不同部分加了密,碰巧都变成了密文中完全一样的序列。假如我们 限制在长序列的范围内,那么第二种可能性可以很大程度地被排除,这种情 况下,我们多数考虑到4个字母或4个以上的重复序列。
G:2.0 T:9.1
H:6.1 U:2.8 I:7.0 V:1.0 J:0.2 W:2.4
J:0 W:1
K:11 X:2 L:0 Y:5 M:14 Z:14
K:0.8 X:0.2
L:4.0 Y:2.0 M:2.4 Z:0.1
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又作出L1的图表(histogram),与标准图表对比一下。标准频率和L1的频率 都有峰值,平稳期和低谷。它们之间的区别在于相互错开了一些位置,比较 两者应该可以寻找出最显著的特征。例如,看L1图表中A-F这一段,A的峰 值过后是低谷,特别是C没有出现,然后是一段平稳期,这与标准频率中的O -T这一段相像;标准频率中,O的前面I-N这一段和L1中U-Z一段也大致吻 合;又看看,L1中,J和L的缺失应该就是标准频率中 X和Z的缺失,M-Q这 一段应就是标准频率中A-E这一段。这就暗示着L1的密码表是由M,N,O, P......开始的。把L1的图表向左平移12个单位再与标准频率对比,整体来说差 不多。由此可知,关键词的第一个字母是M。(注意,一些误差是在所难免的, 如K替换Y,两图表比较起来好像不很符合,但整体来说是差不多的,我们就 可忽略过去。) 继续下来,统计L2中169个字母出现的次数,可以确定关键词的第二个字母是 L。 最后,用同样的方法可确定关键词的第三个字母是S。 至此,得到整个关键词是MLS。
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破译的第二步是确定密钥的长度,先看看这一段: 关键词 F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R E S T F O R 明文bettertodowellthantosaywell 密文GSKXWKYCUSOXQZKLSGYCJEQPJZC 第一个YC出现后到第二个YC的结尾一共有12个字母(U S O X Q Z K L S G Y C) 那么密钥的长度应是12的约数---1,2,3,4,6,12之中的一个(其中,1 可排除)。下面开始实战。
ZOGR WAW PVU EQAFJ QJGGC OMJZAH QAFKTJD KAD
MN W PJ G G C W K PKAYE Q Z Z PTV K Z M Q G W D V FAH LTLL USSPXAZPGZJGGOSDWAZRKAEZQCWKZMMCWITL TE Z M E DAZ CAYQAF J R LU Q LK U Q QAF J QYW H PJTF J FLK U Q QAF J QYW H PJ PZ O Z D Z M W D U M W F S WAYW R Z J
然后,统计L1的169个字母出现的次数,有: A:22 N:1
A:8.2 N:6.7 B:1.5 O:7.5
B:1 O:1
C:0 P:5 D:10 Q:16 E:10 R:5
C:2.8 P:1.9
D:4.3 Q:0.1 E:12.7 R:6.0 F:2.2 S:6.3
F:9 S:2
G:7 T:7 H:2 U:14 I:9 V:1
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维吉尼亚密码
维吉尼亚密码引入了“密钥”的概念,即根据密钥来决定用哪一行的密表来 进行替换,以此来对抗字频统计。 它的明码表后有 26个密码表,每个表相对前一个发生一次移位。如果只用其 中某一个进行加密,那么只是简单的恺撒移位密码。但用方阵中不同的行加 密不同的字母,它就是一种强大的密码了。加密者可用第7行来加密第一个字 母,再用第25行来加密第二个字母,然后根据第8行来加密第三个字母等。
JZC
(看第6行,F开头,明文是b,要用G来加密;第15行,O 开头,明文是e,要用S来加密,如此类推......)